現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的成因分析

[摘 要] 分析了產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)及其主客觀、內(nèi)外部因素，進(jìn)而探討了現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的根本原因，即設(shè)計(jì)活動(dòng)中各相關(guān)因素及其相互關(guān)系的復(fù)雜性，而其根源則是需求的復(fù)雜性。

[關(guān)鍵詞] 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 復(fù)雜性 需求 因素

一、引言

設(shè)計(jì)是人類的基本實(shí)踐活動(dòng)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”的重要性與日俱增，并逐漸從制造中分離出來，進(jìn)入20世紀(jì)60年代后，“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”成為直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、周期、成本、環(huán)境和服務(wù)的重要因素，成為產(chǎn)品開發(fā)、企業(yè)創(chuàng)新和綜合競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并逐漸形成了一門新興的綜合性學(xué)科——產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)，它研究產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程、規(guī)律及設(shè)計(jì)中思維和工作方法。

然而，設(shè)計(jì)理論與方法的完善、設(shè)計(jì)手段與工具的變革非但沒有使現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單和容易，相反，其復(fù)雜性是越來越高了：設(shè)計(jì)對(duì)象的越來越復(fù)雜，設(shè)計(jì)需要涉及學(xué)科越來越多，相關(guān)知識(shí)的密集度越來越大，設(shè)計(jì)建模越來越難，設(shè)計(jì)的結(jié)果更難趨于“最優(yōu)解”或“最滿意解”，等等。它們又反過來要求采用更先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、方法、工具和手段。

要尋找現(xiàn)象背后的原因，需要正本清源；要挖掘現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的成因，就需要首先對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)進(jìn)行分析。

二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)的主觀因素和客觀因素

從根本上說，產(chǎn)品是用來滿足人類各種需求的，但這種滿足有著多方面的條件限制，如材料、制造工藝水平、社會(huì)價(jià)值取向等等。對(duì)于設(shè)計(jì)來說，需求就是產(chǎn)品應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能(功能集），也可以稱為設(shè)計(jì)目標(biāo)(目標(biāo)集），而所有的限制就是設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足的條件(條件集），通常稱為約束(約束集），產(chǎn)品設(shè)計(jì)的核心就是在盡量滿足所有條件或至少滿足主要條件的前提下，尋找到實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能特別是主要功能的各種途徑，并通過比較判斷，從中得出一條相對(duì)好的途徑。這里的“途徑”可以稱之為解。因此，產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)就是尋找“目標(biāo)集”與“約束集”之間的“解集”和“最優(yōu)解”。

盡管產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展了幾千年，但其活動(dòng)的上述基本實(shí)質(zhì)沒有變，因此我們可以將其稱為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的本質(zhì)。由于目標(biāo)一般來自人類的主觀需求而約束一般來自物的客觀限制，因此，為便于后面的分析，我們可以將來自人的要素全部歸類于設(shè)計(jì)的主觀因素，而將來自物的要素歸類于設(shè)計(jì)的客觀因素。

三、設(shè)計(jì)活動(dòng)的內(nèi)部因素和外部因素

西方有學(xué)者曾將設(shè)計(jì)問題表述為“通過內(nèi)部環(huán)境的組織來適應(yīng)外部環(huán)境的變化”。這里的“內(nèi)部環(huán)境”和“外部環(huán)境”分別代表了可能性和限定性，前者是“一些可變通的元素及其組合”，如現(xiàn)有的原理、技術(shù)、工藝、結(jié)構(gòu)、材料、資源、成本等，后者是“一組變化的參數(shù)”，如人的目的、環(huán)境要求等。

這樣的描述也非常確切，因此，可以這樣理解：設(shè)計(jì)活動(dòng)存在于“內(nèi)部環(huán)境”和“外部環(huán)境”的交界處，如果用內(nèi)部因素和外部因素分別替換內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境，那么，產(chǎn)品設(shè)計(jì)活動(dòng)就發(fā)生在內(nèi)部因素與外部因素相互作用的“關(guān)系”中，它在二者之間尋找著相互適應(yīng)，首先了解外部需求與限定，然后組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)，再接受外部的評(píng)估、反饋，然后修改內(nèi)部，如此循環(huán)往復(fù)，直至得到滿意的結(jié)果。

四、現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)的復(fù)雜性來源于設(shè)計(jì)活動(dòng)中各相關(guān)因素及其相互關(guān)系的復(fù)雜性

基于上面的分析，可以討論現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的成因。

1.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主觀因素或外部因素的不確定性和易變性增加，導(dǎo)致設(shè)計(jì)復(fù)雜。主觀因素或外部因素的核心是人，人的動(dòng)態(tài)、開放性以及非理性因素是造成設(shè)計(jì)目標(biāo)不明確的根源。如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者即為使用者，他能非常明確的知道“自己”需求和體驗(yàn)，這種設(shè)計(jì)的目標(biāo)最明確；如果設(shè)計(jì)者能確定產(chǎn)品的具體使用者，那么他能通過對(duì)話、觀測(cè)了解客戶的具體要求，從而在設(shè)計(jì)時(shí)有的放矢；如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者、生產(chǎn)者掌握市場(chǎng)的主動(dòng)權(quán)，消費(fèi)者只能服從于他的意愿，那么即使是復(fù)雜的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的目標(biāo)也比較清楚，比如汽車大王福特就說過：“你可以選擇任何顏色的T型車，當(dāng)然，我們只有黑色”。但是，20世紀(jì)60年代以后，社會(huì)變遷、科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展、生產(chǎn)技術(shù)管理的迅速提高、能源與環(huán)境問題的出現(xiàn)等，使整個(gè)設(shè)計(jì)的理念產(chǎn)生了根本改變，為“全民”設(shè)計(jì)、人性化設(shè)計(jì)、個(gè)性化設(shè)計(jì)、本土化設(shè)計(jì)、國(guó)際化設(shè)計(jì)、生態(tài)設(shè)計(jì)紛紛出現(xiàn)，大眾市場(chǎng)消失，市場(chǎng)被精細(xì)劃分，消費(fèi)者主導(dǎo)一切，企業(yè)從過去關(guān)注“如何生產(chǎn)”轉(zhuǎn)向“生產(chǎn)什么”，從關(guān)注“生產(chǎn)效率”到“過程效率”。在這樣狀況下，發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)、發(fā)現(xiàn)目標(biāo)消費(fèi)者，成為企業(yè)經(jīng)營(yíng)的重要內(nèi)容。設(shè)計(jì)者、制造者與使用者的距離越來越大，用戶提出對(duì)系統(tǒng)的需求，開發(fā)者應(yīng)用相關(guān)學(xué)科的知識(shí)和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。由于用戶往往只能說出大概的需求，又不能以專業(yè)語(yǔ)言表述，再加上差異化、個(gè)性化趨勢(shì)增加，這就使用戶需求帶有極大的不確定性。另外隨著時(shí)間的推移，即使同一類人也可能改變或修正自己的看法，這又使得用戶的需求帶有易變性。用戶需求的不確定性和易變性使得產(chǎn)生一份合格的用戶需求說明書變的十分困難，而需求說明書是系統(tǒng)開發(fā)者的出發(fā)點(diǎn)和行動(dòng)指南。由此，設(shè)計(jì)師遇到了前所未有的困難：不知道確切的目標(biāo)用戶，不知道用戶的確切需求。當(dāng)然，市場(chǎng)調(diào)研被更加重視了，但這往往只能得到一些理性而枯燥的數(shù)據(jù)，卻無法全面理解用戶的價(jià)值、情感、意義等感性的信息。也就是說，用戶需求模糊了，設(shè)計(jì)復(fù)雜了。

2.現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的客觀因素或內(nèi)部因素的相關(guān)與耦合的程度提高，使設(shè)計(jì)更加復(fù)雜。為了不斷改善生存、工作和發(fā)展環(huán)境，人類對(duì)大型復(fù)雜系統(tǒng)的需求都呈現(xiàn)著幾何增長(zhǎng)的趨勢(shì)，導(dǎo)致現(xiàn)代產(chǎn)品中有相當(dāng)一部分為復(fù)雜產(chǎn)品，如汽車、飛機(jī)、武器、航天器等，它們的組成零件成千上萬，材料五花八門，涉及機(jī)械、液壓、電器、電子、控制、軟件等眾多學(xué)科，且相互之間相關(guān)、耦合，改變其中的一個(gè)參數(shù)(元素），往往導(dǎo)致一大批其他參數(shù)（元素)的改變，而且這種改變一般是非線性的。假設(shè)設(shè)計(jì)人員從美學(xué)的角度出發(fā)而改變一條工藝縫的位置，則可能導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)與模具、生產(chǎn)等的一系列復(fù)雜改變；如果出于成本考慮而更換一種材料，那么生產(chǎn)工藝、包裝等也會(huì)改變。這其中的每一個(gè)改變?cè)黾恿嗽O(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

3.主客觀因素之間、內(nèi)外因素之間聯(lián)系更加緊密，設(shè)計(jì)復(fù)雜性全方位提高。現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，有時(shí)很難判斷一個(gè)因素應(yīng)該是屬于主觀還是屬于客觀，也難以分清它是內(nèi)部因素還是外部因素，而且，各個(gè)因素之間一般緊密聯(lián)系；產(chǎn)品的功能、形態(tài)、色彩、材料不僅與結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)、成本相關(guān)，也與人的使用、心理、生理相連;設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮功能、美觀，也要考慮人性化、環(huán)境保護(hù)等;設(shè)計(jì)活動(dòng)需要在分解設(shè)計(jì)目的與尋找相應(yīng)技術(shù)途徑、實(shí)現(xiàn)方法之間逐步推進(jìn)。如設(shè)計(jì)一個(gè)手柄，為了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度(客觀、內(nèi)部因素)，選擇金屬材料；為了手感舒適(主觀、外部因素），用軟橡膠做外套;為了防滑并有美感，合理設(shè)計(jì)出一些麻點(diǎn)和凹凸;等等。

五、需求復(fù)雜性是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的根源

從上面的分析可以進(jìn)一步推斷出：需求復(fù)雜性是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性的根源。

現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各種要求，如：增加系統(tǒng)功能、增強(qiáng)系統(tǒng)能力、綜合利用資源、提高勞動(dòng)效益、適應(yīng)環(huán)境變化、滿足多種選擇、盡量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、快速反應(yīng)和智能控制，等等。為了滿足這些要求，設(shè)計(jì)的復(fù)雜性顯著增加了，具體表現(xiàn)為：

1.使需要確定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)呈現(xiàn)多樣性。用戶對(duì)系統(tǒng)的需求不僅表現(xiàn)為一些功能性指標(biāo)和性能性指標(biāo)，而且還表現(xiàn)為可靠性、維修性、安全性、開放性、易操作性、環(huán)境要求、壽命、成本等非功能和非性能性指標(biāo)。這些指標(biāo)之間，有些可能是互相矛盾的。

2.增加系統(tǒng)的組成成分和相互接口，形成復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)系統(tǒng)的全部設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求，現(xiàn)代系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上必然包含大量的組成成分和各部分的相互接口，這些接口包括硬件設(shè)備間的接口，硬件設(shè)備與軟件間的接口，軟件之間的接口和人-機(jī)接口。

3.增大了系統(tǒng)集成和測(cè)試的難度。對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品系統(tǒng)，各子系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)之間需要集成，各子系統(tǒng)、各階段的集成效果、系統(tǒng)的總體功能，都需要實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)試，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，這些工作都是相當(dāng)有難度的，如子系統(tǒng)之間可能存在耦合和干擾，子系統(tǒng)最優(yōu)不能保證組合后的大系統(tǒng)最優(yōu)，有些指標(biāo)可能難以在樣機(jī)制造前測(cè)試，有的評(píng)價(jià)系統(tǒng)可能很難建立，等等。這些都造成了設(shè)計(jì)復(fù)雜和產(chǎn)品開發(fā)困難。

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